特高压直流输电中换流阀施工技术研究 李昊

特高压直流输电中换流阀施工技术研究李昊

发表时间：2019-11-21T11:17:19.017Z 来源：《电力设备》2019年第14期作者：李昊1 樊功帅2 李为成3

[导读] 摘要：特高压直流输电技能是指利用直流电压进行输电的技能。

（许继集团许继柔性输电分公司河南省许昌市 461000）

摘要：特高压直流输电技能是指利用直流电压进行输电的技能。直流输电作为特高压输电的一种方法，是处理高压、大容量、远距离输电和网络互联等问题的重要手段。遵循需求扩张电力系统和电力电子技能的开展，特高压直流输电技能越来越成熟，变频器站作为特高压直流输电的龙头，特别是高可靠性要求，特别是在阀中心元素，不能算人民币部分组装，复杂的结构和装置难度高。

关键词：特高压直流输电；换流阀；施工技术；研究

1特高压直流输电

1.1特高压直流输电性能特点

特高压直流输电原理如下：发电体系宣布通讯电力后，提高了电压后，在发送端矫正通讯电力转换器为高压直流电，然后将高压直流发送到接纳端经过直流输电线路，然后接纳端回转直流到交流电力转换器，最后发送的权利在发送端电网。与通讯传输比较，直流传输技术具有线路成本低、传输容量大、传输距离长、控制灵敏、节省传输走廊占地面积等特色。因此，特高压直流输电技术是我国电力长距离大规模输电的必然选择。

1.2主接线方式

中国±800kV特高压直流输电变流阀采用双12脉冲阀串联结构，如图1所示。其电压组合包括±400kV+±400kV、±500kV+±300kV、

+600kV+±200kV3三种方式。一般选用±400kV+±400kV组合（如上海庙至山东临沂换流站）。双12脉冲阀的主接线应按操作要求配置旁路开关，根据操作条件切换操作方式。双12脉冲阀可在全电压、单极全电压、单极半电压运行。

图1 双12脉冲阀组串联结构

2换流阀施工技术研究

2.1换流阀的工作原理

换流阀是特高压直流输电中完成整流和逆变功用的重要设备。它是特高压直流输电体系的要害部件。它的运转与整个特高压直流体系的平稳运转密切相关。换流阀安装在室内，具有空气绝缘和水冷却功用。阀门类型包括水银阀、晶闸管阀和IGBT阀。为了满意电力运送的需求，变电站多采用可控硅阀。换向器阀由可控硅、可控硅操控单元、阻尼电容、饱和电抗器、阻尼电阻、电压均衡电容、电压均衡电阻等部件组成。晶闸管是换流阀的核心元件，换流阀的流量取决于晶闸管的质量。经过串联多个晶闸管元件，可以获得所需的体系电压。有单阀、双阀、四阀，两个单阀可构成一个双阀，两个双阀可构成一个四阀。单桥整流是换向阀的核心原理，换向效果是经过晶闸管、电抗器、阻尼电阻等元件的组合来完成的。原理如图2所示。

换流阀单导通时，传导有两种情况，一种是正向电压，一种是触发电流。换向阀封闭要求电流降为零，即便电压降为零，只要电流，

换向阀仍会坚持on状态。沟通电压经过按必定次序开关阀门，转换为脉动直流电压。

2.2换流阀现场固定方式

现在。传统的直流换流阀是晶闸管串联办法的首选。为了满足运送才能的要求，需求串联多个晶闸管。为了便于现场安装、测试和运输，变流器阀门选用模块化规划，需求将不同的模块连接在一起构成一个健全的电气单元。转化阀首要选择用户内部设备。阀厅换流阀的固定办法首要有支承式和悬挂式两种。1）支持类型固定办法。桥台固定办法首要应用于小容量直流输电领域，即选用桥台绝缘子完结结构支承。在惯例低功率直流输电工程的前期阶段。转炉阀塔是支承式固定的首选办法。支持式设备是非常简单，阀门大厅的屋顶板的结构强度要求不高，但对阀门洞的基础强度和对整度有较高要求：区地震活动或者地震不不合要求较高时：添加结构的稳定性。需要更多的柱绝缘元件。使支撑结构复杂化，将阀门整体的质量向前推进。支撑体将顺序层叠装置固定到自底向上。整个塔的高度很低。然而，随着特高压直流功率的发展，电压电平越来越高，工程需要的模块越来越多，并且还逐渐添加了换流阀的高度。因此，设备方法的选择不能满足现场设备的抗震等级要求。支撑办法有其本身的优点。它在相对较低电压水平的光VDC传输中仍占主导地位。2）悬架固定办法。现在，世界上先进的换流阀技能在结构上可根据用户选择的柔性悬架结构进行规划。换能器阀悬架部分的首要效果是经过绝缘体将阀塔连接起来，构成水平方向自在摇摆的柔性结构，满足抗震要求。所述固定办法的特点是选择阀层间具有满足强度的层间悬浮绝缘子。它能有效地降低地震波效果下阀塔的内应力，进步阀塔的全体抗震功能。因而，设备法是其时高压直流输电工程的干流固定办法。

2.3换流阀安装施工技术特点

室内悬阀塔结构规划简略，具有杰出的抗震功能。变流阀塔经过柔性结构的悬式绝缘体固定在阀厅顶部的钢梁上。盾构、阀层元件等设备自上而下依次悬挂。整个进程需要经过电动葫芦和升降通道来完成。安装进程首要依靠吊装通道将熟练人员送入高空。将电动葫芦固定在阀厅顶部的钢梁上，将地上上的相关部件吊起。设备人员需要在高空完成阀门塔的一系列设备操作。转换器阀塔首要由地上绝缘，电缆绝缘、阀部分，配件、水冷却体系和光纤体系，等。1）因为传动功率大，传输电流转换器阀从5000添加到6250，和加热配件联合添加的危险。设备的生产进程应严格控制。研磨外表应润滑，无毛刺和凹坑。母线的接触面在加工后有必要清洗洁净，并涂上动力复合油脂。一切接触面设备完成后，应测量电阻，确保阻值小于2肛门q。母线接触面应紧固衔接，螺栓衔接应选用力矩扳手拧紧，拧紧力矩值应契合规划要求。螺栓紧固选用双线符号法。在设备的制作进程中，用黑色记号笔将扭矩完成的螺栓垂直符号，并记载螺栓与螺钉的相对方位。项目质检员在检查进程中对一切螺栓扭矩值进行检查，检查合格后用红色记号笔画线，确保每个螺栓扭矩值合格。2）高空作业，安全危险高，施工难度大。阀塔选用悬挂设备，具有高电压、高海拔运转。安装作业基本在10m以上进行。设备运转时应选用升降通道。为确保转炉阀安全、有序开启，现场举升货车。有必要由经过培训、考核合格的专门人员操作，其他人员不得操作；在施行安全技能发表前，一切员工有必要承认作业使命、安全方法、危险点，方可开始作业。为确保高空作业人员的人身安全，在阀门冷却设备主水管前的阀厅顶部设置安全网，维护高空作业人员。3）设备价值高，产品维护优先，设备精度高，设备工艺稳定详尽。换流站换流阀是换流站的中心设备，其价值占换流站成套设备总价值的22% ~ 25%。施工进程中，留意悬挂和触摸，做好碰撞、下跌、损坏和损失的预防作业。在施工进程中，做好产品的防护作业。为防止在运转进程中对换流阀模块形成损坏，在换流阀站入口处设置了防静电开释设备，以开释车体电荷。施工人员应穿棉质作业服，防止阀体与服装发生冲突形成阀门模块静电损坏。在阀门层之间施工时戴软安全帽。防止阀门模块与维护头一起被头盔擦伤。

3结语

特高压直流输电的优势决定广泛应用于长距离、大容量输电体系中的远景。中国的动力资源和负荷向反方向分散的现实以及未来巨大的电力需求空间需要开展特高压直流输电技术。

参考文献：

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